Mehanika

Neprožni trk

Opazuj, kako kinetična energija pade, ko se žogi komaj odbijeta.

Neprožni trk — interaktivna simulacija Mehanika. Opazuj, kako kinetična energija pade, ko se žogi komaj odbijeta. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.

Neprožni trki

V neprožnem trku se kinetična energija ne ohrani. Telesa se lahko sprimejo ali odletijo počasneje kot pri prožnem primeru.

Gibalna količina se še vedno ohrani, če so zunanje sile zanemarljive, del kinetične energije pa postane notranja energija (deformacija, toplota). Nizka odbojnost naredi trk vidno „lepljiv“.

• Σp_before = Σp_after
• KE_after < KE_before

Oris preiskave

Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij

Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.

Vodilno vprašanje

Gibajoča žoga se zaleti v težjo mirujočo žogo in odideta skupaj. Ali se gibalna količina ohrani, čeprav kinetična energija je izgubljena?

Predvidevanja za pretehtanje

• Ohranita se gibalna količina in kinetična energija
• Gibalna količina se ohrani, kinetična energija pa ne
• Ne gibalna količina ne kinetična energija se ne ohranita

Vloge spremenljivk

Kaj nastaviš:

• Masa žoge A m₁ (kg)
• Masa žoge B m₂ (kg)
• Začetna hitrost žoge A v₁ (m/s)

Kaj izmeriš:

• Začetna gibalna količina p = m₁v₁ (kg·m/s)
• Skupna hitrost po trku (m/s)

Kako poteka preiskava

1. Odpri simulacijo neprožnega trka in pritisni Ponastavi.
2. Omogoč sondi KE na žogi A in žogi B.
3. Nastavi začetno hitrost žoge A za vsak poskus spodaj, pritisni Predvajaj in zabeleži skupno hitrost, s katero se obe žogi gibljeta takoj po trku.

Vodilna enačba

Gibalna količina — p = m·v

Količina, ki se ohrani v vsakem trku, vključno s tem. Žoga B začne v mirovanju, zato je skupna gibalna količina sistema pred udarcem le gibalna količina žoge A m₁v₁.

Kinetična energija — KE = ½·m·v²

Za razliko od gibalne količine se kinetična energija v neprožnem trku ne ohrani — primerjava skupne KE pred in po trku pokaže, koliko energije je šlo v deformacijo in toploto.

Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati

• Pokaži svoj račun začetne gibalne količine p = m₁v₁ za en poskus in ga primerjaj z odčitkom simulacije pri istem poskusu.
• S skupno maso (m₁ + m₂) in ohranitvijo gibalne količine napovej končno hitrost in primerjaj z zabeleženo vrednostjo. Kako blizu je ujemanje?

Kje se to pokaže onkraj laboratorija

• Izračunaj kinetično energijo tik pred trkom in tik po njem (s skupno končno hitrostjo in skupno maso). Kam je šla manjkajoča kinetična energija?
• Ta trk ni popolnoma neprožen (odbojnost ≈ 0,05, ne točno 0). Bi pričakoval, da je prava končna hitrost nekoliko višja ali nižja od idealne napovedi? Razloži.

• AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
• AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
• IB Physics — A.3 Work, energy and power
• General High School Physics — Work, energy & power
• NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
• Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
• Middle School Physical Science — Kinetic energy

1. Dobrodošli pri neprožnem trku
2. Pritisni Predvajaj
3. Izberi žogo
4. Energija izgubljena
5. Odpri podatke
6. Uspelo ti je!

Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.

Odpri interaktivni laboratorij →

Prenesi delovni list →

Ohranitev gibalne količine